什么是文件

一篇文章、一段视频、一个可执行程序，都可以被保存为一个文件，并赋予一个文件名。操作系统以文件为单位管理磁盘中的数据。 在程序设计中，我们一般谈的文件有两种：程序文件、数据文件（从文件功能的角度来分类的）。

1.程序文件

包括源程序文件（后缀为.c）,目标文件（windows环境后缀为.obj）,可执行程序（windows环境后缀为.exe）。

2.数据文件

文件的内容不一定是程序，而是程序运行时读写的数据，比如程序运行需要从中读取数据的文件或者输出内容的文件。

一般练习所处理数据的输入输出都是以终端为对象的，即从终端的键盘输入数据，运行结果显示到显示器上。 其实有时候我们会把信息输出到磁盘上，当需要的时候再从磁盘上把数据读取到内存中使用，这里处理 的就是磁盘上文件。

3.文件名

一个文件要有一个唯一的文件标识，以便用户识别和引用。

文件名包含 3 部分：文件路径 + 文件名主干 + 文件后缀

例如： c:\code\test.txt

为了方便起见，文件标识常被称为 文件名 。

文件的打开和关闭

所谓打开文件,实际上是建立文件的各种有关信息(信息区和缓冲区),并使文件指针指向该文件,以便进行其他操作。关闭文件则断开指针与文件之间的联系,从而也就禁止了对该文件的读写。

文件指针是什么

缓冲文件系统中，关键的概念是 “ 文件类型指针 ” ，简称 “ 文件指针 ” 。

每个被使用的文件都在内存中开辟了一个相应的文件信息区，用来存放文件的相关信息（如文件的名字，文件状态及文件当前的位置等）。这些信息是保存在一个结构体变量中的。该结构体类型是有系统声明的，取名FILE .

如在VS2013编译环境下头文件中的文件类型声明是：

struct _iobuf {
        char *_ptr;
        int   _cnt;
        char *_base;
        int   _flag;
        int   _file;
        int   _charbuf;
        int   _bufsiz;
        char *_tmpfname;
       };
typedef struct _iobuf FILE;
//不同的C编译器的FILE类型包含的内容不完全相同，但是大同小异

每当打开一个文件的时候，系统会根据文件的情况自动创建一个FILE结构的变量，并填充其中的信息,使用者不必关心细节。 一般都是通过一个FILE的指针来维护这个FILE结构的变量，这样使用起来更加方便。

创建一个FILE*的指针变量:

FILE* pf;//文件指针变量

定义pf是一个指向FILE类型数据的指针变量。可以使pf指向某个文件的文件信息区（是一个结构体变量）。通过该文件信息区中的信息就能够访问该文件。也就是说，通过文件指针变量能够找到与它关联的文件。

文件的信息区简图：

文件的打开和关闭-fopen函数和fclose函数

切记：文件在读写之前应该先打开文件，在使用结束之后应该关闭文件

在编写程序的时候，在打开文件的同时，都会返回一个 FILE* 的指针变量指向该文件，也相当于建立了指针和文件的关系。

ANSIC 规定使用 fopen 函数来打开文件， fclose 来关闭文件

// 打开文件

FILE * fopen ( const char * filename , const char * mode );

// 关闭文件

int fclose ( FILE * stream);

打开方式如下：

• “r”（只读） 为了输入数据，打开一个已经存在的文本文件
• “w”（只写） 为了输出数据，打开一个文本文件
• “a”（追加） 向文本文件尾添加数据
  

/* fopen fclose example */
#include <stdio.h>
int main ()
{
  FILE * pFile; //定义文件指针
  //打开文件  只写
  pFile = fopen ("myfile.txt","w");
  //文件操作
  if (pFile!=NULL)
 {
    fputs ("fopen example",pFile);
    //关闭文件
    fclose (pFile);
 }
  return 0;
}

常见文件顺序操作函数

C语言为我们提供了各种读写操作函数：

下面是操作函数原型：

int fputc ( int character, FILE * stream );
int fgetc ( FILE * stream );
char * fgets ( char * str, int num, FILE * stream );
int fputs ( const char * str, FILE * stream );
int fscanf ( FILE * stream, const char * format, ... );
int fprintf ( FILE * stream, const char * format, ... );
size_t fread ( void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );
size_t fwrite ( const void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );

示例：

int main()
{
  //打开文件
  FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
  if (NULL == pf)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
  //读文件-一行一行读
  char arr[20] = "#########";
  fgets(arr, 20, pf);
  printf("%s", arr);
  fgets(arr, 20, pf);
  printf("%s", arr);
  //关闭文件
  fclose(pf);
  pf = NULL;
  return 0;
}

文件随机读写操作函数

1.fseek()函数   根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针

int fseek ( FILE * stream, long int offset, int origin );

第一个参数为文件类型指针；第二个参数为指定偏移量，若为负值则位置指针向前偏移；第三个参数为指定初始偏移位置

2.ftell()函数   返回文件指针相对于起始位置的偏移量

long int ftell ( FILE * stream );

3.rewind()函数  让文件指针的位置回到文件的起始位置

void rewind( FILE * stream);

示例：

//文件的随机读写
int main()
{
  FILE*pf = fopen("test.txt", "r");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen()");
    return 1;
  }
  //读文件
  int ch = fgetc(pf);
  printf("%c\n", ch);//a
  fseek(pf, 2, SEEK_CUR);
  ch = fgetc(pf);
  printf("%c\n", ch);//d
  int pos = ftell(pf);
  printf("%d\n", pos);
  rewind(pf);
  ch = fgetc(pf);
  printf("%c\n", ch);//a
  //ch = fgetc(pf);
  //printf("%c\n", ch);//b
  //fseek(pf, 3, SEEK_SET);
  //int ch = fgetc(pf);
  //printf("%c\n", ch);//a
  //fseek(pf, -3, SEEK_END);
  //int ch = fgetc(pf);
  //printf("%c\n", ch);//a
  fclose(pf);
  pf = NULL;
  return 0;
}

文本文件和二进制文件

根据数据的组织形式，数据文件被称为文本文件或者二进制文件。 数据在内存中以二进制的形式存储，如果不加转换的输出到外存，就是二进制文件。

如果要求在外存上以ASCII码的形式存储，则需要在存储前转换。以ASCII字符的形式存储的文件就是

文本文件。

一个数据在内存中是怎么存储的呢？

字符一律以ASCII形式存储，数值型数据既可以用ASCII形式存储，也可以使用二进制形式存储。

如有整数 10000 ，如果以 ASCII 码的形式输出到磁盘，则磁盘中占用 5 个字节（每个字符一个字节），而二进制形式输出，则在磁盘上只占4 个字节（ VS2013 测试）。

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